雙一流學科建設背景下種子生物學課程教學改革探討

摘"要：種子生物學作為農(nóng)業(yè)與生物教育的基礎課程之一，覆蓋內(nèi)容十分廣泛，課程目標主要服務于種子學科研究生教育、種子加工及種子檢驗等相關人才的培育。因此，其課程質(zhì)量對于地方人才培養(yǎng)質(zhì)量具有至關重要的影響。隨著智能化時代的到來，信息交換速率得到大幅提升，科學研究速度相應加快，原有的課程教學模式和內(nèi)容已難以滿足當下日新月異的時代發(fā)展和學生對國際前沿熱點知識的渴求。這里，該文通過量身定制地方特色課程內(nèi)容、提供多元化課堂教學模式、融入思政教育以及優(yōu)化課程考核等方式，對種子生物學課程的教學內(nèi)容、教學方式方法以及教學理念進行改革探討，目的是增加課程教育過程中同學們的參與感，以提升學生的自主學習興趣，為培養(yǎng)符合國家現(xiàn)代種業(yè)需求的高層次人才做準備。

關鍵詞：種子生物學；多元化教學模式；教學改革；“雙一流”建設；思政教育

中圖分類號：G642"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2024）36-0040-04

Abstract：SeedBiologyservesasoneofthefoundationalcoursesinagricultureandbiologyeducation，coveringawiderangeoftopics.Itsprimarygoalistoservegraduateeducationinseedscience，aswellasthecultivationoftalentsrelatedtoseedprocessingandseedinspection.Therefore，thequalityofthiscoursehasacrucialimpactonthequalityoflocaltalentdevelopment.Withtheadventoftheintelligentera，therateofinformationexchangehasbeensignificantlyaccelerated，leadingtoacorrespondingincreaseinthespeedofscientificresearch.Thetraditionalteachingmodesandcontentarenolongeradequatetomeettherapiddevelopmentofthetimesandthestudents'desireforknowledgeoninternationalcutting-edgetopics.Thispaperexploresthereformofthecontent，teachingmethods，andeducationalphilosophyofthecourseSeedBiologybytailoringlocalcharacteristiccoursecontent，providingdiversifiedclassroomteachingmodes，integratingideologicalandpoliticaleducation，andoptimizingcourseassessment.Theaimistoincreasestudents'senseofparticipationinthecourseeducationprocess，enhancestudents'autonomouslearninginterest，andprepareforthecultivationofhigh-leveltalentsthatmeettheneedsofthemodernseedindustryinthecountry.

Keywords：SeedBiology;diversifiedteachingmethods;teachingreform;\"doublefirst-class\"construction;ideologicalandpoliticaleducation

“雙一流”建設是國家繼“211工程”“985工程”之后，針對中國高等教育提出的重大戰(zhàn)略決策。在本科生教育和研究生教育的過程中，課堂仍是學生了解、獲取專業(yè)領域相關知識的重要平臺，課程教育仍是決定人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心要素[1]。因此，課程改革是加快“雙一流”建設的重要拓展方向。

種子作為植物生長的基礎單元，在植物學和農(nóng)業(yè)領域中占據(jù)著重要地位。種子生物學是農(nóng)業(yè)領域的基礎課程之一，其研究范圍覆蓋了植物生命周期的重要階段，不僅關乎植物生長發(fā)育的基本原理，也對種子的貯藏、繁育、作物增產(chǎn)以及優(yōu)質(zhì)種質(zhì)的培育具有深遠意義。在教育教學方面，種子生物學涉及植物學、遺傳學及細胞生物學等多個學科領域，為教育提供了跨學科融合的機會。這些研究領域涉及很多未解之謎和科學挑戰(zhàn)，例如種子的休眠機制、萌發(fā)過程中的生物化學變化等。通過對這些問題的思考與探索，能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新性和解決問題的能力，培養(yǎng)學生綜合性的科學思維。站在“學生角度”，激發(fā)學生對種子科學的研究興趣，掌握種子生物學研究領域的前沿熱點，培養(yǎng)符合現(xiàn)代種業(yè)需求的綜合性人才是教學改革實踐的重要方向[2]。

一量身定制有地方特色的教學內(nèi)容

種子生物學課程涉及的內(nèi)容十分寬泛，而在實際的課堂教育中，由于課時的限制，使得同學們在課堂上真正能掌握的內(nèi)容十分有限。因此，在教學改革中，應抓住課堂交流的契機，根據(jù)地方企業(yè)、相關種子產(chǎn)業(yè)以及時代發(fā)展變化的現(xiàn)實需求，因地制宜、因材施教選取一些符合地方特色的課程內(nèi)容，重新確定課堂教學的重點方向，帶給學生不一樣的全新體驗。

（一）明確教學改革的目的導向

種子是植物繁殖的一種重要形式，承載著植物遺傳信息的傳遞和保護，是植物生命周期的關鍵階段之一。經(jīng)典種子生物學的課程內(nèi)容主要包括種子形態(tài)結(jié)構(gòu)、發(fā)育成熟、休眠萌發(fā)及其與環(huán)境的關系等一系列生物學問題[3-4]。種子生物學通過對種子在不同生長階段的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化過程、遺傳變異等方面的研究，探索種子的生物學本質(zhì)和功能機制，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改良植物環(huán)境適應性等提供理論和技術支持。此外，種子生物學涉及的學科廣泛，包括種子的形態(tài)學、解剖學、發(fā)育生物學、遺傳學、生理生化學和生態(tài)學等多個領域，具有跨學科的特點。通過種子生物學課程的學習可以使學生深入了解植物的繁殖生理和生物化學過程，掌握良種選育的基本原理和方法，培養(yǎng)專業(yè)人才，加快優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種的選育速度，提高農(nóng)作物的適應性和抗逆性，從而增加糧食產(chǎn)量；為種子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了人才保障，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化，為國家糧食安全提供有力支持。

（二）明確地方種業(yè)人才需求

為了更好地適應當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)發(fā)展需求和推動糧食生產(chǎn)的現(xiàn)代化進程，建設符合浙江省地域特色的種子生物學課程具有重要意義。浙江省地處中國東部沿海地區(qū)，地理環(huán)境多樣，既有沿海平原，也有山地丘陵，氣候溫和濕潤，自古以來就是我國農(nóng)耕文化的發(fā)源地之一，有著悠久的農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)和豐富的種植經(jīng)驗。受氣候和地形的影響，浙江省農(nóng)業(yè)以水稻、茶葉、蔬菜和水果等為主要農(nóng)作物。其中，水稻作為江浙人民的重要主糧，其種植業(yè)占據(jù)重要地位，是浙江省農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)統(tǒng)計，2023年浙江省早稻播種面積共計183.2萬畝（1畝約等于667m2），面積增量位居全國第一，全省早稻畝產(chǎn)量和總產(chǎn)量增量分別位居全國第三。為了進一步提高糧食產(chǎn)量，穩(wěn)定農(nóng)民收益，政府持續(xù)實施糧油補貼、訂單獎勵、低價收購及貸款貼息等扶持政策[5]。因此，水稻生產(chǎn)過程中面臨的種子生物學問題值得關注與探討。

（三）定制符合地域特色的種子生物學課程內(nèi)容

在所有作物中，僅有水稻能夠在淹水情況下萌發(fā)出芽，因此，水稻的耐淹程度顯著強于其他谷類作物。利用水稻的這一特性，培育耐淹性強的水稻品種，提升水稻播種時的直播效率，對于提升水稻農(nóng)業(yè)產(chǎn)能具有重要的現(xiàn)實意義[6]。與傳統(tǒng)的移栽育苗相比，直播育苗更加省時省力，輕簡化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加符合新時代背景下的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求；休眠與萌發(fā)是種子重要的農(nóng)藝性狀，關乎農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的谷物質(zhì)量。休眠期長的谷物能夠保證其在惡劣環(huán)境下的繁衍和生存，但這并不利于企業(yè)生產(chǎn)效益的提升，反而會加重企業(yè)儲存成本從而加重其生產(chǎn)負擔。因此，在作物長期改良過程中，休眠常作為負面性狀被人為馴化縮短，高萌發(fā)的水稻種子雖然能夠顯著提升工業(yè)生產(chǎn)效率與性能，但同時也帶來了穗發(fā)芽的風險[7]。穗發(fā)芽后的谷物種子品質(zhì)極差，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重大災害。2023年河南麥區(qū)的穗發(fā)芽問題帶給我們在育種過程中的更多思考[8]。因此需要根據(jù)地域和環(huán)境的要求，適度保留種子的休眠性，以防止穗發(fā)芽問題的發(fā)生；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，種子活力是播種質(zhì)量的另一個重要指標，水稻種子活力是一個由多基因控制的復雜性狀，與種子發(fā)育、成熟、萌發(fā)和幼苗建成等環(huán)節(jié)息息相關，高活力的種子對于提高籽粒品質(zhì)和種子資源保存均具有重要意義[9]。除了以上三個具體的例子之外，諸如此類的問題仍有很多，這些符合農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)實需要的問題均可在課堂上與同學們進行交流和討論。

二"“講座-匯報-實踐”相結(jié)合的教學模式

課程改革的目的是讓學生能夠?qū)W以致用，而多元化的教學方式能夠循序漸進地幫助學生加深對課程的了解，使其更高效地將課程內(nèi)容內(nèi)化于心。在對本課程的教學改革中，我們將通過增設專題講座、前沿文獻閱讀匯報和增加課程實踐一條龍的教學模式（圖1），帶給學生更加豐富和高效的學習體驗，啟發(fā)學生的科研興趣，鍛煉他們在科研工作中的邏輯思維、創(chuàng)新思維和動手能力。

圖1"多元化教學模式導圖

（一）"增設專題講座，激發(fā)學習興趣

關于種子生物學的研究報道日新月異，書本知識常有局限，因此邀請相關行業(yè)的專家學者介紹該領域的最新研究進展、發(fā)展趨勢和未來發(fā)展方向，是一種有益、有效的教學舉措。例如基因編輯技術在作物種子改良中的應用，以及大數(shù)據(jù)時代的分子設計育種，展示了前沿科技如何促進種子品質(zhì)和產(chǎn)量的提升。另外，全基因關聯(lián)技術在水稻休眠與萌發(fā)調(diào)控中的應用，揭示了全基因組水平上對種子生物學的新理解，為解決種子休眠與萌發(fā)問題提供了新思路和方法。通過專題講座，老師不僅可以向?qū)W生介紹新的知識理論，還可以分享科研工作中遇到的具體問題以及解決問題的方式和思路。同學們也可以借助這個平臺與不同學科點的專家學者深度討論其在學習生活中遇到的具體問題，增強課堂互動。這樣的專題講座使科教生活更加生動、形象地展示在學生面前，不僅可以拓展學生的知識視野，幫助他們了解領域的最新動態(tài)，明確我國種業(yè)目前發(fā)展的具體階段，認識到國內(nèi)外的發(fā)展差異和國內(nèi)短板，還能夠激發(fā)他們對專業(yè)學科的興趣，促進學生的學習積極性和主動性。

（二）"前沿文獻閱讀匯報，鍛煉邏輯思維

前沿文獻閱讀是鍛煉邏輯思維和學術能力的重要方式，也是獲取最新研究成果的重要渠道。尤其是高水平的學術論文，對學生的科學素質(zhì)培育具有重要的參考作用。通過精讀論文，學生不僅能夠了解目前國內(nèi)外比較流行的前沿研究方法，還可以深入了解研究問題的背景、意義和未來發(fā)展方向。同時，通過學習論文中的作者信息，學生還可以了解到各領域的專家學者以及他們在科學界的地位和貢獻，從而拓展自己的學術視野。

在課程安排上，可以根據(jù)前期專題講座的內(nèi)容，讓學生查找、閱讀相關的研究論文，并將其內(nèi)容與方法進行整理、匯報和討論。通過這種方式，能夠增強學生的課堂參與感與體驗感。在此過程中，學生可以鍛煉自己的文獻查找、閱讀理解和問題分析的能力，培養(yǎng)批判性思維和邏輯思維。同時，以小組形式完成作業(yè)，還可以鍛煉學生的組織協(xié)調(diào)能力及合作能力，學會傾聽他人觀點、分析問題，并提出自己的見解，是科學思維啟蒙中的重要一課。因此，前沿文獻閱讀是學生學術成長和科研能力培養(yǎng)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，應當被高度重視和積極推廣。

（三）"增加實踐課時，激發(fā)創(chuàng)新思維

“學以致用”是一個重要的教育理念，意味著學習不僅僅是為了獲取知識，更重要的是將所學知識應用到實際生活和工作中。在傳統(tǒng)的課堂教學中，學生往往只是被動地接受知識，缺乏實際操作和動手能力的訓練。因此，我們可以適當增加實踐課時，為同學們打造一個親身體驗和應用所學知識的平臺。

實踐課時相比于傳統(tǒng)講解課時更具趣味性和吸引力，能夠吸引學生的注意力，激發(fā)他們對學科的興趣和熱情[10]。通過增設一些操作簡單、可塑性強的實驗內(nèi)容，比如“溫度對水稻種子萌發(fā)的影響”“耐淹性不同的水稻品系種子在淹水情況下的萌發(fā)率統(tǒng)計”等，加深學生對前期課程內(nèi)容的印象，使其將理論知識應用到實際情境中，從而激發(fā)他們的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力[11]。此外，還可以增設“實驗室開放日活動”，邀請同學們到實驗室參觀了解相關的實驗內(nèi)容，拉近同學與奮戰(zhàn)在一線科研人員之間的距離。在一定的時間段內(nèi)（如一周），給予他們自由活動時間，通過和碩博研究生相互合作學習，輔助或獨自完成一項實驗課題。在實踐活動中，學生往往需要與他人合作來完成實驗任務，這不僅有助于培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題解決問題的科學思維，還能培養(yǎng)他們的團隊合作精神和溝通能力。

三"“種子精神”思政教育

思想政治教育是我國課程教改的重要內(nèi)容之一，在掌握專業(yè)知識的基礎上，應進一步提高同學們的思想政治覺悟，完成教書、育人的閉環(huán)[12]。一代人有一代人的使命，歷史的車輪滾滾向前，中國科學家們堅忍不拔，勇于創(chuàng)新和不屈不撓的“種子精神”值得后輩們傳承和銘記。

（一）"通過具體案例分享，傳遞中國科學家“種子精神”

充足的糧食供給是關乎國民經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的重要保障，為了保證國家糧食安全，諸多中國育種學家在此領域做出了許多努力。中國科學家的“種子精神”體現(xiàn)在他們對科學事業(yè)的堅持、熱愛和不斷探索與實踐中。比如，袁隆平是中國著名的水稻育種學家，被譽為“雜交水稻之父”。其團隊所培育出的世界上第一個商業(yè)化的雜交水稻品種——“超級稻”，極大地提高了水稻的產(chǎn)量和抗逆性；其創(chuàng)建的超級雜交稻技術體系，使中國雜交水稻研究始終居世界領先水平，為中國和全球的糧食持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)作出杰出貢獻。在中國小麥雜交育種方面，趙洪璋院士團隊共選育出“碧螞1號”“碧螞4號”“6028”“豐產(chǎn)3號”“矮豐3號”“西農(nóng)85”等多個優(yōu)良小麥品種。在小麥品種推廣種植，穩(wěn)定小麥產(chǎn)量方面做出卓越貢獻。此外，還可通過播放“央視人物專訪”“央視《開講啦》專題欄目”等相關視頻內(nèi)容，通過自媒體形式的教育方式輔助同學們更好地理解他們的故事，拉近同學們與科學家之間的距離。諸如此類的具體案例分享可以更為準確地傳達“種子精神”，使同學們更加清晰地了解先輩所做出的努力和取得的成果。中國老一輩科學家們的事跡具有深刻的感染力和號召力，對學生思想建設、加強理念自信具有重要的教育意義。

（二）"國內(nèi)種業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

盡管中國科學家們在作物育種方面作出許多貢獻，但針對日新月異的發(fā)展形勢和局部動蕩的國際局勢，需要我們把國家種業(yè)命脈掌握在自己手中，想要實現(xiàn)這一點，仍面臨挑戰(zhàn)。首先是科研成果轉(zhuǎn)化效率低下的問題，目前，我國仍未形成完整的種業(yè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈。從種質(zhì)資源研發(fā)選育到產(chǎn)品性能測試推廣存在高校/科研院所與企業(yè)割裂的問題，導致歷時周期長，實現(xiàn)難度大。其次，國內(nèi)市場規(guī)模有限，國外市場競爭激烈，國際貿(mào)易環(huán)境不確定性增加。在貿(mào)易戰(zhàn)背景下，貿(mào)易壁壘加大、關稅升高，我國種業(yè)面臨著更為激烈的國際市場競爭。為應對這些困境，我國種業(yè)需要進一步加大科技創(chuàng)新力度與人才投入程度，提升自主研發(fā)能力，破除研發(fā)到生產(chǎn)之間的壁壘，連接高校/科研院所和企業(yè)，加強關鍵技術的攻關和突破。同學們需要正確認識我國種業(yè)的短板以及與國內(nèi)國外種業(yè)發(fā)展的差距，促進我國種業(yè)的持續(xù)改進和提升。

四"優(yōu)化課程考核評價體系

課程考核是教育改革中的最后一環(huán)，亦十分重要，好的課程評價體系可以更好地引導學生自主學習相關課程知識，科學評估學生對課堂知識的掌握，提升教學質(zhì)量[13]。為避免平時缺課，僅通過短期的期末復習就能獲得高分的不合理現(xiàn)象，可將期末考試更改成為綜述性課程論文的撰寫，此外，增加平時成績、文獻閱讀匯報成績及實驗操作成績（表1）。課程論文的撰寫主題以專題講座相關內(nèi)容為主，根據(jù)論文重復率、內(nèi)容全面性以及對相關領域的掌握基礎上是否能提出自己獨到的見解進行評分。平時成績主要分為2個板塊：通過課前課后簽到、遲到早退等方面進行出勤率的評分；根據(jù)所提問題的個數(shù)和問題質(zhì)量進行課堂提問評分。根據(jù)分享論文質(zhì)量，論文解析程度和匯報內(nèi)容的邏輯性進行文獻閱讀匯報評分；根據(jù)定題實驗的實驗設計思路、對方法的掌握、對實驗結(jié)果分析的深入程度，以及“實驗室開放日”活動參與度進行實驗成績評分。改革后的評價體系有助于提升課堂互動質(zhì)量，全方位提高學生的論文查找閱讀能力、實驗操作能力以及對前沿科學的總結(jié)寫作能力，進一步鍛煉學生們的邏輯思維和科學探究精神。

表1"課程成績分配表

五"結(jié)束語

種子生物學課程的設置和開展，為國家糧食安全的實現(xiàn)提供了重要支持。在這里我們探討了一些幫助同學們掌握課程內(nèi)容的方式，通過開設量身定制的地方特色教育內(nèi)容、“講座-匯報-實踐”相結(jié)合的教學模式、思政教育的升華以及多元化考核評價體系改革，希望能更加活靈活現(xiàn)地展示課堂內(nèi)容，讓同學們更高效地接收課堂知識，引起同學們對種子生物學的關注和興趣，培養(yǎng)符合國家現(xiàn)代種業(yè)需求人才，推動種子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)作物良種選育，保障糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定和增產(chǎn)，促進我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和糧食安全。

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基金項目：浙江省自然科學基金重點項目“智能挖掘水稻過氧化物酶體的芳香酸次生代謝功能及其在抗蟲過程中的作用”（LZ23C020002）

作者簡介：潘榮輝（1987-），男，漢族，江蘇丹陽人，博士，研究員，博士研究生導師。研究方向為作物種子生理以及植物細胞器的功能。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.36.010